谐波的基础知识谐波谐波的种类及谐波频率计算
谐波相关定义以及谐波失真因数相关定义
谐波的相关定义以及谐波失真因数的相关定义
随着变频技术的发展，各种环境下的谐波也是越来越复杂。
了解谐波必须对谐波相关的定义有所了解，本文对谐波的相关定义以及谐波失真因数的相关定义进行简介。
一、与谐波相关的定义
1.谐波频率fn
谐波频率是大小等于电源频率（基波频率）的整数倍的频率；
2.谐波阶数n
谐波频率与电源频率的整数比；
3.谐波分量的均方根值
进行非正弦波波形分析时，某一谐波频率下的分量的均方根值；
4.谐波群的均方根值
时间窗内某一谐波的均方根值与其相邻的频谱分量之和的平方根，从而得到相邻频谱的能量部分与该谐波的能量部分之和。
5.间谐波分量
周期量中具有间谐波频率的正弦分量。
二、与谐波失真因数相关的定义
1.总谐波失真THD
THD：某一指定阶数（H）之前所有谐波分量（Gn）之和的均方根
值与基波分量（G1）的均方根值之比；
2.谐波群总谐波失真THDG
THDG：谐谐波失真因数波群（g）的均方根值与基波有关的波群的均方根值之比；
3.子群总谐波失真THDS
THDS：谐波子群（sg）的均方根值与基波有关的子波群的均方根值之比；
4.部分加权谐波失真PWHD
PWHD：通过某一组选定的、具有较高阶数的谐波的阶数进行加权的均方根值与基波的均方根值之比；。
资料1谐波相关基础知识介绍
谐波相关知识介绍一.关于谐波背景一：2003年8月17日，美国纽约大停电，数万居民在一年中最热的天气下“煎熬”了5天，发生60起重大火灾，一天经济损失200－300亿美元。
背景二：九十年代初，三列电气机车同时在山西石洞口电厂供电区域通过，结果将经过十几次锻打的12.5兆瓦发电机组主轴扭成“麻花”，西北电网因此解网，发生电力系统最高等级恶性事故。
背景三：我省某大型钢铁公司70吨交流电弧炉，由于没有安装电力滤波装置，一台9万千伏安变压器瞬间被烧坏，损失500多万元。
触目惊心的事故，发人深思的教训。
这一切都指向同一个源头：谐波。
用专业术语说，受到谐波污染的电网使得无功电压补偿不足，最终造成巨大损失。
谐波，对电力系统环境的影响和危害不能小觑。
由于谐波污染范围大、距离远、传播快，对电网的污染比之于一个问题化工厂对大气环境的污染更为严重。
据权威测算，仅江苏一个省，每天因谐波而浪费的电就有上亿度。
1.关于谐波的通俗解释：正常情况下交流电的电流电压波形为正弦波，若有谐波的存在，会使标准的正弦波发生畸变，呈不规则的波形；谐波是电网中的“污染”，影响电能质量，危害极大。
2.专业解释：谐波：（harmonic）对周期性交流信号量进行傅立叶级数分解，得到频率为基波频率大于1的整数倍的分量。
我国供电系统频率为50Hz，所以5次谐波的频率为250 Hz。
7次谐波的频率为350 Hz。
11次谐波的频率为550 Hz，13次谐波的频率为650 Hz。
总谐波畸变率：（THD）周期性交流量的谐波含量的方均根值与基波分量的方均根值之比（用百分数表示）。
电压总谐波畸变率以THDU表示，电流总谐波畸变率以THDI表示。
谐波源（harmonic source）：向公用电网注入谐波电流或在公用电网中产生谐波电压的电气设备。
功率因数：有功功率与视在功率的比值称为功率数。
功率因数调整电费：实行两部分电价制度的用电企业，供电部门根据用户平均功率因数而加收或减免的电费，称为功率因数调整电费二.电力部门对企业用电有两个重要的衡量指标：(1).功率因数: 在交流电路中，电压与电流之间的相位差(Φ)的余弦叫做功率因数，用符号cosΦ表示，在数值上，功率因数是有功功率和视在功率的比值，即cosΦ=P/S）。
基波与谐波
基波与谐波一、基本概念基波和谐波是电力系统中常用的概念，它们在电路中起着重要的作用。
1. 基波基波是电路中最低频率的成分，通常也是最重要的成分。
在交流电路中，基波的频率与电网的供电频率相同，例如中国大陆的电网供电频率为50Hz，那么基波频率就是50Hz。
2. 谐波谐波是基波频率的整数倍的成分，是由于电力设备和电子设备中的非线性负载引起的。
在电力系统中，谐波会对整个电网的稳定性和安全运行造成很大的影响，因此要对谐波进行有效的控制。
二、基波与谐波之间的关系基波是谐波的基础，谐波是基波的倍数。
基波是交流电路中的主要成分，其他谐波成分都是基波的倍数。
三、谐波的分类根据谐波频率的不同，谐波可以分为不同的级别。
1. 一次谐波一次谐波是指谐波频率为基波频率的整数倍，例如50Hz的基波频率上，第一个一次谐波就是100Hz。
2. 二次谐波二次谐波是指谐波频率为基波频率的两倍，例如50Hz的基波频率上，第一个二次谐波就是100Hz。
3. 三次谐波三次谐波是指谐波频率为基波频率的三倍，例如50Hz的基波频率上，第一个三次谐波就是150Hz。
4. 更高次谐波谐波的次数可以一直延伸下去，例如四次谐波、五次谐波等，它们都是基波频率的整数倍。
四、谐波的影响与控制谐波会引起电压和电流的畸变，进而导致功率因数下降、线损增加、设备寿命缩短等问题。
因此，对谐波的控制非常重要。
1. 检测与监测为了有效控制谐波，首先需要对谐波进行检测与监测，了解电力系统中的谐波情况。
2. 滤波与补偿一旦检测到谐波超过了安全范围，就需要对谐波进行滤波与补偿。
常用的方法包括使用谐波滤波器、谐波补偿装置等。
3. 谐波的源头控制除了对谐波进行滤波与补偿外，还可以从源头上进行控制。
例如对谐波产生的电力设备进行优化、选择质量更好的电力设备等。
4. 标准与规范为了有效控制谐波，各国都制定了相应的标准与规范，对电力设备进行限制与要求，以确保电力系统的安全运行。
五、总结基波与谐波是电力系统中重要的概念，谐波对电力系统的稳定性和安全运行产生影响。
谐波名词解释
谐波名词解释
谐波是指对周期性非正弦交流量进行傅里叶级数分解所得到的大于基波频率整数倍的各次分量，通常称为高次谐波。
谐波可以分为奇次谐波和偶次谐波，其中奇次谐波的危害相对较大。
谐波的产生主要源于电力系统中非线性设备的存在，这些设备会导致电流和电压之间的非线性关系，从而产生谐波。
谐波的存在会对电力系统的电能质量产生负面影响，例如导致电压畸变、设备过热、干扰通讯系统等。
因此，需要对电力系统中的谐波进行监测和管理，采取相应的措施来减少谐波的危害。
此外，在音频领域中，“谐波”一词通常用于描述一种声音的特性，指声音在频率、振幅和相位等方面的不规则变化。
例如，吉他手经常使用效果器来制造谐波失真的声音效果。
“谐波”一词在不同的领域有不同的含义，需要根据具体的语境来理解。
谐波知识
谐波知识对该问题的介绍基于以下几个方面：基本原理，主要现象和防止谐波故障的建议。
由于功率转换（整流和逆变）而导致配电系统污染的问题早在1960年代初就被许多专家意识到了。
直到1980年代初，日益增长的设备故障和配电系统异常现象，使得解决这一问题成为迫在眉睫的事情。
今天，许多生产过程中没有电力电子装置是不可想象的。
至少以下用电设备在每个工厂都得到了应用：- 照明控制系统（亮度调节）- 开关电源（计算机，电视机）- 电动机调速设备- 自感饱和铁芯- 不间断电源- 整流器- 电焊设备- 电弧炉- 机床（CNC）- 电子控制机构- EDM机械所有这些非线性用电设备产生谐波，它可导致配电系统本身或联接在该系统上的设备故障。
仅考虑导致设备故障的根源就在发生故障现象的用电工厂内可能是错误的。
故障也可能是由于相邻工厂产生的谐波影响到公用配电网络而产生的。
在您安装一套功率因数补偿系统之前，如下工作是非常重要的：对配电系统进行测试以确定什么样的系统结构对您是合适的。
可调谐的滤波电路和组合滤波器已经是众所周知的针对谐波问题的解决方案。
另外的方法就是使用动态有源滤波器。
本报告将详细讲解各种滤波系统的结构并分析它们的优缺点。
1.基本术语载波(AF) 是附加在电网电压上的一个高频信号，用于控制路灯、HT/NT 转换系统和夜间储能加热器。
载波(AF) 检出电路由一个初级扼流线圈和一个并联谐振电路（次级扼流线圈和电容）并联组成的元件。
AF 锁相电路用于检出供电部门加载的AF 信号。
电抗在电容器回路串联扼流线圈。
电抗系数扼流线圈的电感X L 相对于电容电感X C 的百分比。
标准的电抗系数是：例如5.5% 、7% 和14% 。
组合滤波器两个不同电抗系数回路并联以检出杂波信号，用于低成本地清洁电网质量。
Cos Φ 功率因数代表了电流和电压之间的相位差。
电感性的和电容性的cosΦ 说明了电源的质量特性。
用cosΦ 可以表述电网中的无功功率分量。
谐波
一．什么是谐波电力系统中除基本波(50/60Hz)外，任一周期性之讯号，皆称为谐波。
二．谐波的种类整数谐波:2nd、3rd、4th、偶次谐波:2nd、4th、6th奇次谐波:3rd、5th、7th非整数谐波:2.3th、5.6th、次级谐波:<1之谐波三．谐波产生的负荷非线性负荷的应用:变频器、整流器、UPS、荧光灯、计算机…………四．谐波的影响1）变压器对变压器而言，谐波电流可导致铜损和杂散损增加，谐波电压则会增加铁损。
与纯正基本波运行的正弦电流和电压相较，谐波对变压器的整体影响是温升较高。
须注意的是; 这些由谐波所引起的额外损失将与电流和频率的平方成比例上升，进而导致变压器的基波负载容量下降。
而当你为非线性负载选择正确的变压器额定容量时，应考虑足够的降载因子，以确保变压器温升在允许的范围内。
还应注意的是用户由于谐波所造成的额外损失将按所消耗的能量(仟瓦一小时)反应在电费上，而且谐波也会导致变压器噪声增加。
2）电力电缆在导体中非正弦波电流所产生的热量与俱有相同均方根值的纯正弦波电流相较，则非正弦波会有较高的热量。
该额外温升是由众所周知的集肤效应和邻近效应所引起的，而这两种现象取决于频率及导体的尺寸和间隔。
这两种效应如同增加导体交流电阻，进而导致I2Rac损耗增加。
3）电动机与发电机谐波电流和电压对感应及同步电动机所造成的主要效应为在谐波频率下铁损和铜损的增加所引起之额外温升。
这些额外损失将导致电动机效率降低，并影响转矩。
当设备负荷对电动机转矩的变动较敏感时，其扭动转矩的输出将影响所生产产品的质量。
例如: 人造纤维纺织业和一些金属加工业。
对于旋转电机设备，与正弦磁化相比，谐波会增加噪音量。
像五次和七次这种谐波源，在发电机或电动机负载系统上，可产生六次谐波频率的机械振动。
机械振动是由振动的扭矩引起的，而扭矩的振动则是由谐波电流和基波频率磁场所造成，如果机械谐振频率与电气励磁频率重合，会发生共振进而产生很高的机械应力，导致机械损坏的危险。
谐波基本知识
一、谐波定义供电系统谐波的定义是对周期性非正弦电量进行傅立叶级数分解，除了得到与电网基波频率相同的分量，还得到一系列大于电网基波频率的分量，这部分电量称为谐波。
谐波频率与基波频率的比值（n=fn/f1) 称为谐波次数。
电网中有时也存在非整数倍谐波，称为非谐波（Non-harmonics)或分数谐波。
谐波实际上是一种干扰量，使电网受到“污染”。
电工技术领域主要研究谐波的发生、传输、测量、危害及抑制，其频率范围一般为2≤n≤40。
二、谐波源向公用电网注入谐波电流或在公用电网上产生谐波电压的电气设备称为谐波源。
具有非线性特性的电气设备是主要的谐波源，例如带有功率电子器件的变流设备，交流控制器和电弧炉、感应炉、荧光灯、变压器等。
我国工业企业也越来越多的使用产生谐波的电气设备，例如晶闸管电路供电的直流提升机、交-交变频装臵、轧钢机直流传动装臵、晶闸管串级调速的风机水泵和冶炼电弧炉等。
这些设备取用的电流是非正弦波形的，其谐波分量使系统正弦电压产生畸变。
谐波电流的量取决于谐波源设备本身的特性及其工作状况，而与电网参数无关，故可视为恒流源。
各种晶闸管电路产生的谐波次数与其电路形式有关，称为该电路的特征谐波。
对称三相变流电路的网侧特征谐波次数为：…（正整数）式中p为一个电网周期内脉冲触发次数（或称脉动次数）。
除特征谐波外，在三相电压不平衡，触发脉冲不对称或非稳定工作状态下，上述电路还会产生非特征谐波。
进行谐波分析和计算最有意义的是特征谐波，如果5，7，11，13次等。
对于p脉动的变流电路，假定直流侧电流为理想平滑，其网侧n次谐波电流与基波电流之比为：式中为换流重叠角。
，估算时可取。
如直流侧电流波纹较大，则5次谐波幅值将增大，其余各次谐波幅值将减少。
当电网接有多个谐波源时，由于各谐波源的同次谐波电流分量的相位不同，其和将小于各分量的算术和。
变压器激磁电流中含有3，5，7等各次谐波分量。
由于变压器的原副边绕组中总有一组为角形接法，为3次谐波提供了通路，故3次谐波电流不流入电网。
谐波电压和谐波电流
谐波电压和谐波电流谐波电压和谐波电流是电力系统中常见的现象，它们对电力设备和电网运行产生了很大的影响。
本文将从谐波的定义、产生原因、对电力系统的影响以及谐波的控制方法等方面进行论述。
我们来了解一下什么是谐波。
谐波是指频率是基波频率整数倍的电压或电流成分。
在电力系统中，基波频率一般为50Hz或60Hz，那么谐波频率就是50Hz或60Hz的整数倍。
谐波电压和谐波电流的产生主要源于非线性负载，如电弧炉、变频器、电子设备等。
这些非线性负载会引起电压和电流的畸变，产生谐波成分。
谐波电压和谐波电流对电力系统的影响是多方面的。
首先，谐波会导致电力设备的损坏。
谐波电流会使变压器、电动机等设备产生热损耗，加速设备老化，降低设备的可靠性和使用寿命。
其次，谐波还会引起电力系统的电磁干扰。
谐波电流会使仪表计量误差增大，影响电能计量的准确性。
此外，谐波还会导致电力系统的电压波动增大，造成电压不稳定，影响电力质量。
最后，谐波还会产生电磁辐射，对周围环境和其他电子设备产生干扰。
为了控制谐波的影响，我们可以采取以下几种方法。
首先，可以采用滤波器来抑制谐波。
滤波器是一种能够选择性地通过或阻断特定频段信号的电路。
通过合理配置滤波器，可以有效地抑制谐波电压和电流的传播和扩散。
其次，可以采取谐波抑制器来降低谐波。
谐波抑制器是一种能够产生与谐波相位相反的谐波电流，通过与谐波电流叠加抵消谐波的方法来降低谐波水平。
再次，可以采用合适的电力设备来减少谐波的产生。
例如，使用低谐波的电动机、变压器等设备，可以有效地降低谐波水平。
最后，可以通过合理的电网规划和设计来避免谐波问题。
例如，合理配置电力设备的容量和数量，减少电网的负荷率，可以降低谐波的产生和传播。
总结起来，谐波电压和谐波电流是电力系统中常见的问题，会对电力设备和电网运行产生不利影响。
为了降低谐波的影响，我们可以通过滤波器、谐波抑制器、合适的电力设备和合理的电网规划等方式来控制谐波。
这样可以保证电力系统的正常运行，提高电力质量，减少设备损坏和电磁干扰，确保电能计量的准确性，同时也保护了环境和其他电子设备的安全和稳定性。
谐波
其他功率消耗装置，例如荧光灯的电子控制调节器产生大强度的3 次谐波( 150 赫兹)。
在供电网络阻抗( 电阻) 下这样的非正弦曲线电流导致一个非正弦曲线的电压降。 在供电网络阻抗下产生谐波电压的振幅等于相应谐波电流和对应于该电流频率的供电网络阻抗Z的乘积。 次数越高，谐波分量的振幅越低。
电力系统的谐波问题早在20世纪20年代和30年代就引起了人们的注意。当时在德国，由于使用静止汞弧变流器而造成了电压、电流波形的畸变。二、谐波的定义
谐波（harmonic wa谐波是指电流中所含有的频率为基波的整数倍的电量，一般是指对周期性的非正弦电量进行傅里叶级数分解，其余大于基波频率的电流产生的电量。从广义上讲，由于交流电网有效分量为工频单一频率，因此任何与工频频率不同的成分都可以称之为谐波，这时“谐波”这个词的的意义已经变得与原意有些不符。正是因为广义的谐波概念，才有了“分数谐波”、“间谐波”、“次谐波”等等说法。
产生的原因：由于正弦电压加压于非线性负载，基波电流发生畸变产生谐波。主要非线性负载有UPS、开关电源、整流器、变频器、逆变器等。
谐波的危害：
降低系统容量如变压器、断路器、电缆等；
加速设备老化，缩短设备使用寿命，甚至损坏设备；
危害生产安全与稳定；
浪费电能等。
谐波的治理：
有源电力滤波器是治理谐波的最优产品。
科技名词定义
中文名称：
谐波
英文名称：
harmonic
定义：
其频率为基波的倍数的辅波或分量。
所属学科：
通信科技（一级学科）；通信原理与基本技术（二级学科）
谐波的基础知识,谐波、谐波的种类及谐波频率计算
精心整理页脚内容谐波的基础知识，什么是基波、谐波、谐波的种类及谐波频率计算———谐波的基础知识，什么是基波、谐波、谐波的种类及谐波频率计算本文介绍谐波的基础知识，什么是基波、谐波、谐波的种类及谐波频率如何计算，哪些设备或电路容 易产生谐波，谐波的影响是什么1 谐波的基础知识2 （1）什么是基波？3 电力网络中呈周期性变化的电压或电流的频率即为基波（又称一次波），我国电网规定频率是50Hz ，所以4 基波是5 （26789 （310 11 12 13 14 15 16 17 （418 19 缘园20 （521 122 223 324 4）25 526 627 7）电弧炉、矿热炉、锰矿炉、磷矿炉、电石炉、硅铁炉。
28 8）电解槽。
29 9）电焊机（弧焊、缝焊、点焊、碰焊、对焊）。
30 10）电池充电机。
31 11）变频器（低压或高压变频器）。
32 12）脉幅调制（PAM ）调压电路或者是脉宽调制（PWM ）调频电路。
33 13）谐波的次数与整流电路的相数有关，例三相、六相、十二相、十八相、二十四相，当相数越多并通过移相方式就可 谐波次数及谐波分量减小。
例如采用输入变压器移相技术的单元串联在高压频率器的主电路。
精心整理页脚内容14）开关电源。
15）斩波电路、斩波调速。
16）工频电炉。
17）中频电炉。
18）天车、起重机械。
19）气体放电的照明灯具，例：节能灯、荧光灯（T5、T8）、金卤灯、钠灯、汞灯、氪灯、氚灯等，使用时都有一定的 20（6（7123减小。
456谐波产生，易使电容器产生过电流、过电压、过温度，造成击穿损坏，原因是谐波电流易发生并联谐振，产生大电流， 串联谐振产生过电压，一般电容器运行电流臆1.3倍额定值电流，否则迅速损坏，而谐波电流以5、7、11次为主。
谐波知识
谐波治理的背景知识-谐波的危害
对电子设备的影响 电力电子设备对供电电压的谐波畸变很敏感，这种 设备常常须靠电压波形的过零点或其它电压波形取得同 步运行。电压谐波畸变可导致电压过零点漂移或改变一 个相间电压高于另一个相间电压的位置点。这两点对于 不同类型的电力电子电路控制是至关重要的。控制系统 对这两点(电压过零点与电压位置点)的判断错误可导致控 制系统失控。而含谐波的电力与通讯线路之间的感性或 容性耦合亦可能造成对通讯设备的干扰。计算机和一些 其它电子设备，如可编过程控制器(PLC)，通常要求总谐 波电压畸变率(THD)小于5%，且个别谐波电压畸变率低 于3%，较高的畸变量可导致控制设备误动作，进而造成 生产或运行中断，导致较大的经济损失。
对电动机的影响 在工程供电系统中，电动机负荷约占整个负荷的85% 左右。因此，谐波使电动机总的附加损耗影响较为显著 。由于集肤效应、磁滞、涡流等现象将随着谐波次数增 高而使得各类旋转电机的铁芯和绕组中产生的附加损耗 增加。谐波电流和电压对感应及同步电动机所造成的主 要效应为在谐波频率下铁损和铜损的增加所引起之额外 温升。这些额外损失将导致电动机效率降低，并影响转 矩。当设备负荷对电动机转矩的变动较敏感时，其扭动 转矩的输出将影响所生产产品的质量。谐波还使电动机 噪音增大甚至可导致扭矩震动，而扭矩的震动则是由谐 波电流和基波频率磁场所造成的，如果机械谐振频率与 电气励磁重合，会发生共振进而产生很高的机械应力， 导致机械损坏的危险。
谐波治理的背景知识-谐波的危害
对变压器的影响 谐波电流会引起变压器的铜损、铁损和杂散损增 加。谐波会在变压器绕组中形成环流，使绕组过热， 变压器整体温升提高，这些由谐波所引起的额外损失 将与电流和频率的平方成比例上升，进而导致变压器 的基波负载容量下降，而且谐波也会导致变压器噪声 增加。
谐波的概念
谐波的概念谐波是物理学中一个重要的概念，它常常出现在机械振动、电磁波和量子力学等领域，具有很多有趣的性质和应用。
本文将从定义、特点、计算方法和应用等方面探讨谐波的概念。
一、定义谐波指的是振动或波动中频率与基波（最低频率）的整数倍相等的波。
例如，对于一个长度为L的弦，其基波频率为f1，第一个谐波频率为f2=2f1，第二个谐波频率为f3=3f1，依此类推。
二、特点谐波与基波的频率成整数倍关系，因此它们的周期也成整数倍关系。
谐波的波长也成整数倍关系，比基波的波长短，能量集中于特定的频率，具有单一频率的纯净波形。
此外，谐波的振幅也呈整数倍衰减，通常只有前几个谐波在实际应用中有用，并且前几个谐波的振幅比后面的谐波明显高。
三、计算方法谐波与基波的频率f1、f2、f3等等依次成整数倍关系，用公式f_n =nf1（n为整数）来表示。
对于弦、管道、电路等物理系统，其谐波频率有不同的计算公式。
例如，对于长度为L，拉紧系数为T，质量线密度为μ的弦，其第n个谐波频率为：f_n = n v / 2L，其中v=sqrt(T/μ)是弦的传播速度。
四、应用谐波在物理学、工程学和音乐学等领域有广泛的应用。
在物理学中，谐波是机械振动、电磁波和量子力学中重要的概念，可以用来解释共振、声学和光学等现象。
在工程学中，谐波分析是检测机器和结构的重要手段，可以有效地发现机器故障和结构缺陷。
在音乐学中，谐波分析可以帮助人们理解音乐的谱系和和声结构，为音乐教育和演奏提供重要的理论支持。
综上所述，谐波是物理学中的一个重要概念，具有很多有趣的性质和应用。
了解谐波的定义、特点、计算方法和应用，有助于我们更好地理解物理现象和工程问题，同时也为音乐学和艺术创作提供了有益的参考。
谐波知识
谐波知识一、谐波的定义谐波是指电压中所含有的频率为50HZ正弦基波的整数倍的电量，50HZ称为基波频率，大于基波频率3倍=150HZ的波称之为三次谐波，基波频率5倍250HZ 的波称之为五次谐波，以此类推。
不管几次谐波，他们都是正弦波。
一般是指对周期性的非正弦电量进行傅里叶级数分解，其余大于基波频率的电流产生的电量。
从广义上讲，由于交流电网有效分量为工频单一频率，因此任何与工频频率不同的成分都可以称之为谐波，正是因为广义的谐波概念，才有了“分数谐波”、“间谐波”、“次谐波”等等说法。
二、谐波的产生产生的原因：由于正弦电压加压于非线性负载，基波电流发生畸变产生谐波。
主要非线性负载有UPS、开关电源、整流器、变频器、逆变器、中频炉、电焊机等。
用傅立叶分析原理，能够把非正弦曲线信号分解成基本部分和它的倍数。
在电力系统中，谐波产生的根本原因是由于非线性负载所致。
当电流流经负载时，与所加的电压不呈线性关系，就形成非正弦电流，即电路中有谐波产生。
由于半导体晶闸管的开关操作和二极管、半导体晶闸管的非线性特性，电力系统的某些设备如功率转换器比较大的背离正弦曲线波形。
谐波电流的产生是与功率转换器的脉冲数相关的。
6脉冲设备仅有5、7、11、13、17、19 ….n倍于电网频率。
功率变换器的脉冲数越高，最低次的谐波分量的频率的次数就越高。
其他功率消耗装置，例如荧光灯的电子控制调节器产生大强度的3 次谐波( 150 赫兹)。
在供电网络阻抗( 电阻) 下这样的非正弦曲线电流导致一个非正弦曲线的电压降。
在供电网络阻抗下产生谐波电压的振幅等于相应谐波电流和对应于该电流频率的供电网络阻抗Z的乘积。
次数越高，谐波分量的振幅越低。
只要哪里有谐波源那里就有谐波产生。
也有可能，谐波分量通过供电网络到达用户网络。
例如，供电网络中一个用户工厂的运转可能被相邻的另一个用户设备产生的谐波所干扰。
三、谐波的来源谐波问题早在20世纪20年代和30年代就引起了人们的注意。
声音的谐波和波长特性
声音的谐波和波长特性声音是我们日常生活中常见的一种感知，无论是我们说话、听音乐还是听到周围的环境声音，都依赖于声音的传播。
然而，少有人意识到声音背后的物理特性，如声音的谐波和波长特性。
在本文中，我们将探讨声音的这些特性，以期更好地理解声音的本质。
首先，让我们来了解什么是声音的谐波。
在物理学中，谐波指的是原始波形的倍数频率波。
对于声音来说，原始波形是指声音的基频，也就是人们听到的实际音调。
当我们说话或演奏乐器时，基频是最主要的频率成分。
然而，除了基频，声音还包含许多其他频率成分，这些成分被称为谐波。
它们是以基频为基准，在其上形成的倍数频率波。
这些谐波频率越高，声音就越富有谐波，听起来也就越丰满和富有音色。
以音乐为例，一段演奏的音乐可以被看作是一个复杂的谐波结构。
乐器的声音由许多不同的频率构成，这些频率形成了不同的谐波。
演奏者通过控制乐器的共振特性和音色来产生特定的音调和音质。
谐波的存在也解释了为什么同一个音符在不同乐器上会有不同的音色。
不同乐器的声音谐波结构不同，导致了它们发出的声音具有独特的音质和特点。
谐波频率和强度的变化可以改变声音的色调和表达力。
除了谐波，波长特性也是声音的重要特性之一。
波长是指声音波动的空间长度，即声波从一个点传播到下一个点所需的距离。
波长与频率和声速有关，通过下面的公式可以求得：波长 = 声速 / 频率。
在大气中，声速约为340米/秒。
当频率增加时，波长变短；当频率减小时，波长变长。
这就是为什么高音调声音听起来尖锐，而低音调声音听起来低沉的原因。
高音调的频率高，波长短，相邻波峰和波谷之间的距离很小，给人以尖锐的感觉。
相反，低音调的频率低，波长长，相邻波峰和波谷之间的距离较大，给人以低沉的感觉。
波长特性还可以解释声音在不同媒质中传播速度的差异。
声音需要介质中的分子来传播，不同介质分子之间的相互作用会影响声音的传播速度。
例如，在空气中，声速较慢；而在水中，声速较快。
这也是为什么我们在水中听到的声音似乎更为清脆。
电力电子谐波
无功功率 Q
Q Qh U h I h sin( h h )
h1
h1
我们知道，在正弦电路里无功功率表示电磁能量 交换的最大值。可是在非正弦情况下，按上式计 算时，由于可以在四个象限之内，可能是正，也 可能是负，所以各次可能相互抵消，甚至出现Q 为零，但电流中的无功分量却不为零，也就是它 不再有能量交换最大量度等物理意义了。Q只是 表明由于各次谐波电压和电流存在相位差而产生 的无功功率之和。
•谐波含量 •总畸变率 •h次谐波的含有率
所谓谐波含量，就是各次谐波的平方和开方。
I H
I
2 h
h2
谐波电流总畸变率
THD I
IH I1
100%
第h次谐波电流含有率
HRI h
Ih I1
100%
谐波电流的功率分析
•有功功率P
1 T
P T
0 [U 0
h1
2U h sin(h1t h )][I 0
谐波的存在，会使控制设备损坏或出现 误动作的几率大大增加。电力电子设备 对供电电压的谐波畸变很敏感，如可编 程控制器(PLC)，通常要求总谐波电压畸 变率(VTHD)小于5%，且个别谐波电压畸 变率低于3%，较高的畸变量可导致控制 设备误动作。这也是为什么一些大型UPS 控制板容易烧坏，以及一些监控设备出 现误动作的重要原因。
二、谐波的产生
整流元器件是最主要的谐波源。如UPS， 开关电源，变频器等都含有整流器。这些 元件轮回地导通和关断，造成了交流电源 回路的波形强行发生了变化，使得正弦波 产生畸变。电流波形不再是正弦波形。
典型谐波产生源
电子开关型:各种交直流换流装置、变频装置 铁磁饱和型:各种铁芯设备, 如变压器、电抗器等，其铁磁饱
谐波
关于谐波的知识
改善电能质量 降低用电成本
什么是谐波 ?
畸变的正弦波产生谐波 畸变的电流波产生电流谐波. 畸变的电压波产生电压谐波. 傅立叶变换可以将畸变波分解为基波和N次谐波列的成分. Nth 次谐波 对应 n.Fs频率. 由于半波对称，通常普遍存在的是奇次谐波.
改善电能质量 降低用电成本
谐波滤波器的特性
容性
Impedance
感性
fR= 谐振频率 f < fR - 容性 f > fR - 感性
谐波滤波器基于fR 怎样接近谐波频率 来分类
fR
Frequency
改善电能质量 降低用电成本
谐波滤波器的分类
非调谐(Detuned)或谐波抑制滤波器
谐振频率
fR< 最低主谐波频率的90%.
选择谐波滤波器的标准
调谐(tuned)滤波器 功率因数调整和减低 THD(V)极为重要.
If 采用普通电容器则吸收电流 > 它的额定电流的130%. 安装调谐滤波器需要进行谐波研究（规划）. 每一个安装位置（谐波点）都要进行特定设计. 非常大的, 因为它传送大量的谐波电流 ，因而昂贵.
改善电能质量 降低用电成本
非调谐(detuned)滤波器的设计特点
非调谐滤波器由特定设计的电容器和电抗器的匹配对 组成. 非调谐滤波器被设计成在线路额定电压下，供应额定 无功. 电抗器和电容器组合套件按照额定调谐参数进行设计. 在440V电压，采用7%额定调谐参数的标准非调谐滤 波器有15, 20, 25, 30 & 50 kVAr的可选容量系列.
M
等效负载阻抗ZL”
机械振动谐波频率计算公式
机械振动谐波频率计算公式引言。
机械振动是指物体在受到外力作用下产生的周期性运动。
在机械工程中，振动是一个非常重要的现象，它涉及到机械系统的稳定性、寿命和性能等方面。
而谐波频率则是振动中的一个重要参数，它可以帮助我们了解振动系统的特性和行为。
本文将介绍机械振动的谐波频率计算公式，帮助读者更好地理解和应用振动理论。
1. 谐波频率的定义。
谐波频率是指在振动系统中，当外力作用频率为系统固有频率的整数倍时，系统会出现共振现象，这些整数倍的频率就是谐波频率。
谐波频率对于振动系统的稳定性和响应特性有着重要的影响，因此对谐波频率的计算和分析是非常重要的。
2. 谐波频率计算公式。
在机械振动中，谐波频率的计算可以通过以下公式进行：f_n = n f。
其中，f_n为第n个谐波频率，n为整数，f为系统的固有频率。
这个公式表明，谐波频率是系统固有频率的整数倍，当外力作用频率为系统固有频率的整数倍时，系统会出现共振现象。
3. 谐波频率的影响因素。
谐波频率的计算是基于系统的固有频率，而系统的固有频率又受到多种因素的影响。
以下是影响系统固有频率的主要因素：（1）系统的质量，系统的质量越大，固有频率越小；（2）系统的刚度，系统的刚度越大，固有频率越大；（3）系统的阻尼，系统的阻尼越大，固有频率越小。
这些因素都会对系统的固有频率产生影响，进而影响谐波频率的计算和分析。
4. 谐波频率的应用。
谐波频率的计算和分析对于机械振动系统的设计和优化具有重要意义。
通过对谐波频率的计算，可以帮助工程师更好地了解系统的振动特性，从而设计出更稳定、更可靠的机械系统。
此外，在振动控制和抑制方面，谐波频率的计算也可以帮助工程师选择合适的控制手段，降低系统的振动响应。
结论。
机械振动的谐波频率是振动系统的重要参数，它可以帮助我们了解系统的振动特性和行为。
通过谐波频率的计算公式，可以更好地分析和优化机械振动系统，提高系统的稳定性和性能。
因此，对谐波频率的计算和分析具有重要的工程意义，对于机械工程师来说是一个重要的研究课题。
什么是谐波,谐波的治理
1、什么是谐波电力系统中有非线性（时变或时不变）负载时，即使电源都以工频50HZ 供电，当工频电压或电流作用于非线性负载时，就会产生不同于工频的其它频率的正弦电压或电流，这些不同于工频频率的正弦电压或电流，用富氏级数展开，就是人们称的电力谐波。
随着经济发展，大功率可控硅的广泛应用，大量非线性负荷增加，特别是电子技术、节能技术和控制技术的进步，在化工、冶金、钢铁、煤矿和交通等部门大量使用各种整流设备、交直流换流设备和电子电压调整设备，电熔炼设备、电化学设备、矿井起重设备、露天采掘设备、电气机车等与日俱增，同时种类繁多的照明器具、娱乐设施和家用电器等普及使用，使得电力系统波形严重畸变。
2、谐波的危害电力谐波的主要危害有：a、引起串联谐振及并联谐振，放大谐波，造成危险的过电压或过电流；b、产生谐波损耗，使发、变电和用电设备效率降低；c、加速电气设备绝缘老化，使其容易击穿，从而缩短它们的使用寿命；d、使设备（如电机、继电保护、自动装置、测量仪表、电力电子器件、计算机系统、精密仪器等）运转不正常或不能正确操作；e、干扰通讯系统，降低信号的传输质量，破坏信号的正确传递，甚至损坏通信设备。
3、谐波的治理1）谐波治理标准GB/T 14549—93 《电能质量公用电网谐波》该标准对不同电压等级各次谐波允许注入值都作了具体规定（略），其规定公用电网谐波电压（相电压）限值2）谐波治理谐波治理就是在谐波源处安装滤波器，就近吸收谐波源产生的谐波电流，现在广泛采用的滤波器为无源滤波器，另外有利用时域补偿原理的有源滤波器，这种滤波器的优点是能做到适时补偿，且不增加电网的容性元件，但造价较高。
无源滤波装置，吸收高次谐波，而所有滤波支路对基波呈现容性，正好满足无功补偿要求，不必另装并联电容器补偿装置，这种方法经济、简便，国内外广泛采用。
滤波器的种类。
滤波器大致分为以下六种类型，如图:(a)—单调谐波滤波器；(b)—双调谐滤波器；(c)—一阶高通滤波器；(d)—二阶高通滤波器；(e)—三阶高通滤波器；(f)—“c”式高通滤波器。
谐波
一. 谐波的定义供电系统的谐波定义是对周期性非正弦电量进行傅里叶级数分解，除了得到与电网基波频率相同的分量，还得到一系列大于电网基波频率的分量，这部分称为谐波。
谐波频率与基波频率的比值称为谐波次数，也存在非整数倍谐波，谐波是一种干扰量，污染电网。
二. 谐波源向公用电网中注入谐波电流或产生谐波电压的电力设备称为谐波源。
主要的谐波源是非线性电气设备，由于这些设备所用电流是非正弦形的，其谐波分量使电网正弦电压产生畸变，且谐波电流的量取决于设备，与电网无关，可视为恒流源。
各晶阀管产生的谐波为特征谐波，特征谐波具有意义的是5，7，11，13次等，如直流侧电压波动较大，则五次谐波分量增大，其余则减少。
变压器激磁电流中含有3，5，7等次谐波；由于变压器原副边总有一三角形接法，故为三次谐波提供了通路，从而三次谐波不流入电网，但各相激磁电流不平衡时，则三次分量残余可进入电网。
三.谐波传输对于多电压等级的电网，谐波阻抗的特点Zn(高压侧）？Zn(低压侧），谐波电流有低压侧流向高压侧，大小基本上与高压侧无关，可视为恒流源；谐波电压由高到低，可视为恒压源。
谐波传输1 电网元件的频率特性谐波频率范围内，由于涡流和漏磁的作用，谐波参数应考虑长线效应，即变压器和导线的等效电阻随频率的上升而增加，等效电感随频率上升而降低，电缆的的等效电容基本随频率变化保持恒定；2 电网等效电路电网等效电路由元件的谐波参数Ｒ．Ｌ．Ｃ组成。
电网可能会在某些频率点发生并联谐振，导致谐波电流大幅增加。
四谐波限值为使谐波电压保持在允许值以下，必须限制注入电网的谐波电流量。
五谐波危害增加电气设备的热损耗，干扰功能引发故障，对信息系统产生频率耦合干扰。
１电动机－－谐波电压在电动机短路组抗上产生的谐波电流和负序基波电流一起是电动机产生附加热量，并在启动时成为干扰力矩；２电容器－－谐波可使电容器过流发；３电子设备－－谐波可使晶阀管等设备发生触发错误；六谐波测量测量谐波电流使用低感分流器（约L/R）和电子式电钳，测量谐波电压使用电阻分压器或电容式分压器。
电力系统谐波和间谐波检测方法综述
电力系统谐波和间谐波检测方法综述一、本文概述随着电力电子技术的快速发展和广泛应用，电力系统中的谐波和间谐波问题日益严重，对电力系统的安全、稳定、经济运行构成了严重威胁。
因此，研究和发展有效的谐波和间谐波检测方法，对于提高电力系统的供电质量、保护电力设备和促进节能减排具有重要意义。
本文旨在对电力系统谐波和间谐波的检测方法进行全面的综述，分析各种方法的原理、特点、适用范围以及优缺点，以期为谐波和间谐波检测技术的发展和应用提供参考。
本文首先介绍了谐波和间谐波的基本概念、产生原因及其对电力系统的影响，为后续检测方法的研究提供了理论基础。
接着，详细阐述了传统的谐波和间谐波检测方法，如傅里叶变换、小波变换等，并分析了它们的优缺点和适用范围。
然后，介绍了近年来新兴的基于的谐波和间谐波检测方法，如深度学习、神经网络等，并探讨了它们在谐波和间谐波检测领域的应用前景。
对谐波和间谐波检测技术的发展趋势进行了展望，提出了未来研究的重点和方向。
本文期望通过对谐波和间谐波检测方法的综述，为相关领域的研究人员和技术人员提供一个全面、系统的参考，促进谐波和间谐波检测技术的不断创新和发展，为电力系统的安全、稳定、经济运行提供有力保障。
二、谐波和间谐波检测方法的分类电力系统中的谐波和间谐波检测是确保电力质量、保护设备和提高能源效率的关键环节。
针对这一目标，谐波和间谐波的检测方法主要可以分为两类：基于傅里叶变换的方法和现代信号处理方法。
基于傅里叶变换的方法是最常见的谐波和间谐波检测方法。
这类方法主要包括快速傅里叶变换（FFT）和离散傅里叶变换（DFT）。
FFT 是DFT的快速算法，能够在短时间内对信号进行频谱分析，从而准确地检测出谐波和间谐波的成分。
这类方法的主要优点是计算速度快，精度高，适用于稳态和准稳态信号的谐波分析。
然而，对于非稳态信号，FFT的检测结果可能会受到频谱泄漏和栅栏效应的影响。
现代信号处理方法则提供了更多的选择，以适应复杂多变的电力系统环境。
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谐波的基础知识，什么是基波、谐波、谐波的种类及谐波频率计算
———谐波的基础知识，什么是基波、谐波、谐波的种类及谐波频率计算
本文介绍谐波的基础知识，什么是基波、谐波、谐波的种类及谐波频率如何计算，哪些设备或电路容
易产生谐波，谐波的影响是什么
1 谐波的基础知识
（1）什么是基波？
电力网络中呈周期性变化的电压或电流的频率即为基波（又称一次波），我国电网规定频率是50 Hz，2 基波是50 Hz。
（2）什么是谐波？
电力网络中除基波（50 Hz）外，任一周期性的电压或电流信号，其频率高于基波（50 Hz）的，称为电网或电路中，电压产生的谐波为电压谐波；
电流产生的谐波为电流谐波。
（3）谐波有几种？
整数谐波：指频率为整数（跃1）倍基波频率的谐波，即2、3、4、5、6、7、8、9、10 等次谐波。
偶次谐波：指频率为圆、源、6、8、10 等偶数倍基波频率的谐波。
奇次谐波：指频率为3、5、7、9、11 等奇数倍基波频率的谐波。
正序谐波：谐波次数为3k+1（k 为正整数）即4、7、10等次谐波。
负序谐波：谐波次数为3k-1（k 为正整数）即2、5、8等次谐波。
零序谐波：指频率为3的整数倍基波频率的谐波，例如3、6、9、12、15 次谐次。
高频谐波：指频率为圆耀怨kHz的谐波。
（4）谐波频率如何计算？
谐波频率越谐波次数伊基波频率例：缘次谐波频率为缘伊缘园Hz越圆缘园Hz，苑次谐波频率为7伊越猿
3 缘园Hz等。
（5）哪些设备或电路容易产生谐波？
1）非线性负载，例二极管整流电路（AC/DC）。
2）三相电压或电流不对称性负载。
3）逆变电路（DC/AC）。
4）UPS 电源（PC 机用），EPS 电源（大功率动力用），即不间断电源。
5）晶闸管调压装置或调速电路。
6）电镀设备。
7）电弧炉、矿热炉、锰矿炉、磷矿炉、电石炉、硅铁炉。
8）电解槽。
9）电焊机（弧焊、缝焊、点焊、碰焊、对焊）。
10）电池充电机。
11）变频器（低压或高压变频器）。
12）脉幅调制（PAM）调压电路或者是脉宽调制（PWM）调频电路。
13）谐波的次数与整流电路的相数有关，例三相、六相、十二相、十八相、二十四相，当相数越多并相方式就可
谐波次数及谐波分量减小。
例如采用输入变压器移相技术的单元串联在高压频率器的主电路。
14）开关电源。
15）斩波电路、斩波调速。
16）工频电炉。
17）中频电炉。
18）天车、起重机械。
19）气体放电的照明灯具，例：节能灯、荧光灯（T5、T8）、金卤灯、钠灯、汞灯、氪灯、氚灯等，都有一定的
谐波产生。
20）软起动装置（使用SCR调压）。
（6）谐波电流的方向如何？
谐波电流从负载流向供电变压器直至供电网络，即由终端负载向前级的流入。
（7）谐波的影响是什么？
1）对变压器的影响谐波电流使铜损增加、漏磁增加；谐波电压使铁损增加；谐波功率造成噪声增大、高。
2）对电力电线的影响谐波电流易过载，导致过热、破坏绝缘、集肤效应加大。
3）对电动机的影响谐波电流增加铜损、谐波电压增加铁损，谐波的功率造成机械效率减小，功率因数有效转矩
减小。
4）对控制系统的影响电压零点漂移、线电压不平衡、仪表仪器的指示不准，以致控制判断错误，甚至统失控。
5）对通信设备的影响谐波会产生感应电磁场，影响通信质量。
6）对电容器的影响一般大型电动机或低压电网都有无功功率补偿或功率因数补偿，基本都是使用电容现的，因
谐波产生，易使电容器产生过电流、过电压、过温度，造成击穿损坏，原因是谐波电流易发生并联谐生大电流，
串联谐振产生过电压，一般电容器运行电流臆1.3 倍额定值电流，否则迅速损坏，而谐波电流以5、次为主。